Proces-asamblare-PCB

Procesul pas cu pas de asamblare a PCB-urilor

De Succes Montaj PCB este o operațiune minuțios orchestrată care transformă o placă de circuit imprimat goală—fabricată conform proiectului dumneavoastră exact de PCB—într-un produs hardware complet și funcțional. Acest proces este esența fabricării electronice, cuprinzând verificări pregătitoare ale fișierelor de proiectare până la testarea calității plăcii asamblate finalizate. Iată o privire detaliată asupra fiecărei etape majore a Fluxului de asamblare a PCB-urilor , inclusiv ambele Tehnologia de montare în suprafață (SMT) și Tehnologia cu găuri (THT) elemente.

1. Proiectarea pentru Asamblare (DFA) și Revizia Preproducție

Înainte ca o singură componentă să fie poziționată sau lipită, partenerii experți de asamblare încep cu o Verificare DFA (Design for Assembly) . Această revizuire este esențială pentru o asamblare PCBA fluentă și fără erori:

• Integritatea fișierelor: Revizuirea fișierelor Gerber, fișierelor ODB++ și a datelor centroid/pick-and-place.
• Validarea BOM: Asigurarea corespondenței între Lista de Materiale (BOM) și amprenta și layout-ul PCB.
• Revizuirea notelor de asamblare: Verificare încrucișată pentru instrucțiuni clare de asamblare PCBA; confirmarea cerințelor clientului.
• Verificarea Dimensiunii Amprentei: Asigurarea distanței corespunzătoare între componentă și gaură, precizia modelului de interconectare și dimensiunile corecte ale padurilor pentru componentele SMT și THT.
• Gestionarea Termică și Spațiul Liber de la Marginea Plăcii: Verificarea utilizării corecte a zonelor termice pe planele de cupru și a zonelor de evitare adecvate lângă marginea plăcii PCB — esențial în special pentru manipularea automată.
• Verificare Conformitate: Confirmarea faptului că proiectarea respectă standardele IPC-A-600 și IPC-6012 pentru fabricare și inspecție.

2. Procesul de Asamblare SMT (Surface Mount Technology)

Asamblare SMT este partea cea mai rapidă și automatizată a asamblării PCB, permițând o amplasare densă și eficientă din punct de vedere al costurilor a dispozitivelor montate în suprafață (SMD).

A. Imprimarea și Inspectarea Pastelor de Lipit

Procesul începe cu aplicarea precisă a pasta de lipit —un amestec de pulbere de lipit fină și flux—pe padurile PCB.

• Imprimarea prin șablon: Se utilizează șabloane din oțel inoxidabil pentru a depune pastă de lipit doar acolo unde padurile SMD sunt expuse.
• Inspecția pastei: Mășinile automate verifică volumul și poziționarea perfectă a pastei, esențiale pentru evitarea conexiunilor insuficiente sau a scurtcircuitelor.

B. Plasarea automată a componentelor prin pick and place

Odată ce pasta de lipit este în poziție, echipamente avansate mașini de preluare și plasare poziționează cu precizie componente SMD, rezistențe, condensatoare, circuite integrate (inclusiv BGAs și QFNs) și alte dispozitive pe placă.

• Poate plasa zeci de mii de componente pe oră .
• Plasarea precisă îmbunătățește randamentul și integritatea semnalului.
• Datele provin de la fișiere pick-and-place (fișiere centroid) generate în timpul proiectării PCB.

C. Sudură prin reflow

Placa completată este apoi trimisă printr-un furnă de Reflow :

• Zone multiple de căldură: Încălzește treptat placa pentru a topi particulele de lipitură, formând conexiuni electrice și mecanice solide, protejând în același timp componentele sensibile.
• Atmosferă de azot: Asamblările cu înaltă fiabilitate folosesc adesea gaz inert de azot pentru rosturi de lipit mai curate și mai rezistente.
• Optimizarea profilului: Profilurile controlate de temperatură previn rosturile reci, fenomenul de „tombstoning” sau răsucirea PCB-ului indusă de căldură.

D. Inspecție optică automatizată (AOI)

Sistemele AOI ia imagini cu rezoluție înaltă ale plăcii reflowuite pentru a verifica prezența unor defecte precum:

• Punti de lipit și rupturi
• Deplasarea componentelor
• Părți greșite sau lipsă
• Probleme legate de volumul pastei de lipit

Inspecția automatizată crește semnificativ randamentul prin detectarea timpurie a problemelor, permițând corecții rapide.

E. Inspecție cu raze X (pentru pas fin și BGA)

Inspecție cu raze X este esențială pentru BGA (Ball Grid Array) , micro-BGA , și alte componente la care joncțiunile de lipit sunt ascunse. Acest proces evidențiază:

• Bile de lipit reci sau lipsă
• Formarea de goluri (voiding)
• Curtircuite interne
• Defecte în asamblările multistrat

3. Procesul de asamblare prin tehnologie cu găuri (THT)

Deși SMT este dominant, multe plăci includ componente prin gaură pentru conectoare, condensatori mari sau elemente cu solicitare mecanică ridicată.

A. Inserare

• Inserare manuală: Pentru serii mici sau componente speciale, operatori calificați introduc piesele manual.
• Inserare automată: Utilizată pentru producția la scară largă a ansamblurilor sudate prin undă.

B. Sudare

• Lipire cu undă: Întreaga parte inferioară a plăcii THT este trecută peste o undă de lipitură topită pentru formarea rapidă și simultană a conexiunilor.
• Sudare selectivă: Pentru ansambluri mixte (SMT+THT), duze robotice sudează selectiv doar piniile prin orificiu necesare.
• Lipire manuală: Utilizată pentru reparații, componente delicate sau prototipuri de volum redus.

C. Curățare

După lipire, plăcile sunt curățate pentru a elimina resturile de flux —cu excepția cazului în care pasta fără curățare este specificat altfel, situație în care resturile pot rămâne pe placă.

D. Lipirea componentelor care nu se pot curăța

Pentru tipurile sensibile sau componentele care nu se pot curăța, se utilizează tehnici speciale de lipire și fluxuri care nu necesită curățare ulterioară.

4. Inspecție și testare finală

• Inspecție vizuală: Inspectorii instruiți verifică defectele vizibile, lipiturile defective și deteriorările mecanice.
• AOI și radiografie (repetat): Asigură consistența pe toate liniile de producție.
• Testare cu sondă zburătoare (FPT): Sondele automate testează continuitatea și măsoară parametrii electrici precum rezistența și capacitatea, fiind ideale pentru prototipuri și producția de volum redus.
• Testare în circuit (ICT) și testare funcțională: Pentru producția de serie și cea de masă, testele funcționale și testarea ICT (atunci când un dispozitiv de testare este programat să sondeze zone dedicate) validează rutarea semnalelor, valorile componentelor și performanța produsului finit.

5. Acoperire conformală și pașii finali

Plăcile destinate mediilor dure sau predispuse la umiditate sunt adesea supuse acoperire Conformală :

• Barieră protectoră: Un strat subțire de polimer (acrilic, silicon, uretan) protejează ansamblul de umiditate, spray-ul de sare, praf și vapori corozivi.
• Selectiv sau complet: Poate fi aplicat pe întreaga placă sau doar pe anumite zone, în funcție de nevoile produsului.

6. Ambalare, etichetare și livrare

Plăcile final testate și acoperite sunt etichetate, serializate, asamblate în kituri și ambalate cu grijă în funcție de tip și de cerințele reglementare—gata pentru integrare, implementare la scară largă sau livrare directă către utilizatorii finali.

Rezumat: Modern Proces de montaj PCB este un proces precis, cu mai multe etape, care începe cu validarea datelor și verificările DFA/DFM, continuă prin Asamblarea SMT și THT , inspecții automate și manuale, până la testarea electrică avansată, acoperire și livrare. Fiecare pas este conceput pentru a maximiza performanța electrică, fiabilitatea și posibilitățile de fabricație pentru fiecare PCBA—indiferent dacă creați prototipuri rapide de PCB sau produceți la scară mare.

Procesul de Asamblare cu Montaj pe Suprafață

Asamblarea cu montaj pe suprafață (SMA) este un proces esențial PCBA pentru domeniile medical, auto, control industrial și electronice de consum. Aceasta utilizează dispozitive cu montaj pe suprafață (SMD) fixate direct pe pătrățelele PCB, permițând miniaturizarea, densitate mare de componente și producție de masă automatizată, în conformitate cu standardele IPC-A-610 și IPC-J-STD-001.

Fluxul Procesului de Asamblare a Plăcilor de Circuit Imprimat:

Pregătirea înainte de Producție și Pregătirea Preliminară a PCB: Verificați proiectul CAD pentru compatibilitatea cu SMD; inspecționați plăcile PCB primite (fără răsucire, pătrățele curate) și SMD-urile (autenticitate, fără deteriorări); uscați plăcile PCB FR4 cu Tg înalt (125°C, 4–8 ore) și păstrați SMD-urile sensibile la umiditate în dulapuri uscate pentru a preveni defectele de lipire.
Imprimarea pastei de lipit: Utilizați o șablon pentru aplicarea pastei de lipit pe pătrățele; controlați grosimea șablonului (0,12–0,15 mm), presiunea racletului (15–25 N) și viteza (20–50 mm/s); aplicați SPI 3D pentru componente cu pas fin pentru verificarea volumului și formei pastei de lipit.
Plasare SMD: Mașinile rapide de tip pick-and-place cu camere CCD plasează componente (precizie ±0,03 mm). Viteză mare pentru pasive (până la 100.000/oră), plasare de precizie pentru CI/senzori; se utilizează protecție ESD și calibrare a forței pentru componente auto/medicale sensibile.
Sudare prin reflow: Lipire conformă RoHS cu aliaj SAC305 care trece printr-un profil în cuptor în 4 etape: preîncălzire (150–180°C), menținere (180–200°C, 60–90 s), reflow (temperatură maximă 245–260°C, 10–20 s), răcire (2–4°C/s). Se ajustează vitezele de răcire pentru plăcile PCB FR4 cu Tg înalt pentru a reduce stresul termic.
Inspecție post-reflow (PRI): AOI detectează punți, lipituri reci, efectul tombstoning; radiografia verifică îmbinările ascunse BGA/CSP pentru goluri. Inspecție 100% pentru plăcile PCB auto/medicale, prin eșantionare pentru electronica de consum.
Refacere și retușare: Corectarea defectelor cu lipitoare/instalații cu aer cald; înlocuirea componentelor deteriorate; curățarea reziduurilor de flux cu alcool izopropilic; documentarea refacerii pentru plăcile PCB de înaltă valoare.
Acoperire conformală (opțional): Aplicați un strat acrilic/siliconic/poliuretanic prin pulverizare/scufundare pentru medii severe (compartimente motor auto, podele industriale). Utilizați straturi biocompatibile pentru PCB-uri medicale.
Testare funcțională finală și control calitate: Efectuați teste de funcționare (ieșire senzor, module de comunicație, integritate semnal); efectuați verificări dimensionale și de continuitate; ambalați PCB-urile corespunzătoare în saci antistatici/cu barieră la umiditate.